液晶显示元件及其制造方法_4

文档序号:9374172阅读:来源:国知局
的化合物(以下称为"环氧 化合物")、官能性硅烷化合物等。
[0153] (其他聚合物)
[0154] 所述其他聚合物例如可为了改善聚合物组合物的溶液特性(涂布性)及电特性而 使用。该其他聚合物为在主链中不具有所述特定部分结构的聚合物,其主骨架并无特别限 定。具体来说,例如可以举出:以聚酰胺酸、聚酰亚胺、聚酰胺酸酯、聚有机硅氧烷、聚酯、聚 酰胺、纤维素衍生物、聚缩醛、聚苯乙烯衍生物、聚(苯乙烯-苯基马来酰亚胺)衍生物、聚 (甲基)丙烯酸酯等作为主骨架的聚合物。这些聚合物中,可以优选地使用选自由聚酰胺 酸、聚酰胺酸酯、聚酰亚胺及聚有机硅氧烷所组成的组群中的至少一种聚合物。此外,其他 聚合物可以通过现有众所周知的方法而合成,另外也可使用市售品。
[0155] 相对于聚合物(P) 100重量份,其他聚合物的使用比例优选的是设定为50重量份 以下,更优选的是设定为30重量份以下。
[0156] (环氧化合物)
[0157] 所述环氧化合物例如可为了提高液晶取向膜的与基板表面的粘接性或电特性而 使用。该环氧化合物例如可以举出以下化合物作为优选具体例:乙二醇二缩水甘油醚、聚 乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、三丙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油 醚、新戊二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、甘油二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷 三缩水甘油醚、2, 2-二溴新戊二醇二缩水甘油醚、N,N,fK -四缩水甘油基-间二甲 苯二胺、1,3_双(N,N-二缩水甘油基氨基甲基)环己烷、N,N,N'-四缩水甘油基-4, V -二氨基二苯基甲烧、N,N-二缩水甘油基-苄基胺、N,N-二缩水甘油基-氨基甲基环 己烷、N,N-二缩水甘油基-环己基胺等。
[0158] 在将所述环氧化合物调配到聚合物组合物中的情况下,相对于聚合物(P) 100重 量份,其调配比例优选的是设定为40重量份以下,更优选的是设定为0. 1重量份~30重量 份。
[0159] (官能性硅烷化合物)
[0160] 所述官能性硅烷化合物例如可为了提高聚合物组合物的印刷性而使用。该官能性 硅烷化合物例如可以举出:3_氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、2-氨基 丙基三甲氧基硅烷、2-氨基丙基三乙氧基硅烷、N- (2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅 烷、N- (2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-脲基丙基三甲氧基硅烷、3-脲基丙 基三乙氧基硅烷、N-乙氧基羰基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-三乙氧基硅烷基丙基三乙 三胺、10-三甲氧基硅烷基-1,4, 7-三氮杂癸烷、9-三甲氧基硅烷基-3,6-二氮杂壬基乙酸 酯、9-三甲氧基硅烷基-3,6-二氮杂壬酸甲酯、N-苄基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-苯 基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、缩水甘油氧基甲基三甲氧基硅烷、2-缩水甘油氧基乙基三 甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷等。
[0161] 在将所述官能性硅烷化合物调配到聚合物组合物中的情况下,相对于聚合物 (P) 100重量份,其调配比例优选的是设定为2重量份以下,更优选的是设定为0. 02重量 份~0. 2重量份。
[0162] 除了所述以外,其他成分例如可以举出:分子内具有至少1个氧杂环丁基的化合 物、双马来酰亚胺化合物、抗氧化剂、光增感剂等。这些其他成分的调配量可在不损及本发 明效果的范围内适当调整。
[0163] [溶剂]
[0164] 将所述聚合物组合物制备成液状的组合物,该液状的组合物是将所述聚合物(P) 及视需要而调配的其他成分优选的是分散或溶解在有机溶剂中而成。
[0165] 所使用的溶剂例如可以举出:N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁内酯、γ-丁内酰胺、N, N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、4-羟基-4-甲基-2-戊酮、乙二醇单甲醚、乳酸丁酯、 乙酸丁酯、甲基甲氧基丙酸酯、乙基乙氧基丙酸酯、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇正丙 醚、乙二醇异丙醚、乙二醇正丁醚(丁基溶纤剂)、乙二醇二甲醚、乙二醇乙醚乙酸酯、二乙 二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单甲醚乙酸酯、 二乙二醇单乙酿乙酸酯、二丙二醇单甲酿(Dipropyleneglycol monomethylether,DPM)、二 异丁酮、丙酸异戊酯、异丁酸异戊酯、二异戊醚、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯等。这些溶剂可以 单独使用一种或混合使用两种以上。
[0166] 聚合物组合物中的固体成分浓度(聚合物组合物的溶剂以外的成分的合计重量 在聚合物组合物的总重量中所占的比例)是考虑到粘性、挥发性等而适当选择,优选1重 量%~10重量%的范围。即,像后述那样将聚合物组合物涂布在基板表面上,优选的是进 行加热,由此形成作为液晶取向膜的涂膜或成为液晶取向膜的涂膜,此时,在固体成分浓度 低于1重量%的情况下,该涂膜的膜厚变得过小而难以获得良好的液晶取向膜。另一方面, 在固体成分浓度超过10重量%的情况下,涂膜的膜厚变得过大而难以获得良好的液晶取 向膜,另外聚合物组合物的粘性增大而涂布特性欠佳。
[0167] 特别优选的固体成分浓度的范围视在基板上涂布聚合物组合物时所用的方法而 不同。例如在利用旋转器法的情况下,特别优选的是固体成分浓度1. 5重量%~4. 5重量% 的范围。在利用印刷法的情况下,特别优选的是将固体成分浓度设定为3重量%~9重量% 的范围,由此将溶液粘度设定为12mPa · s~50mPa · s的范围。在利用喷墨法的情况下, 特别优选的是将固体成分浓度设定为1重量%~5重量%的范围,由此将溶液粘度设定为 3mPa *s~15mPa *s的范围。制备聚合物组合物时的温度优选10°C~45°C,更优选20°C~ 30 cC 〇
[0168] <液晶显示元件的制造方法>
[0169] 然后,对液晶显示元件10的制造方法加以说明。液晶显示元件10可以通过包括 以下工序的方法而制造:在一对基板(阵列基板11及对向基板14)的各基板的表面上涂 布所述聚合物组合物而形成涂膜的工序(1);在一对阵列基板11、对向基板14中的至少一 片基板的涂膜的表面上涂布密封材料的工序(2);及将一对阵列基板11、对向基板14以隔 着涂膜的表面上的密封材料而涂膜对向的方式配置,构筑液晶单元的工序(3)。此外,工序 (1)中,使用基板视所需的驱动模式而不同。工序(2)及工序(3)在各驱动模式中共同。
[0170] [工序⑴:涂膜的形成]
[0171] 在制造TN型、STN型、VA型或MVA型的液晶显示元件10的情况下,在一对基板的 各基板的形成有透明性导电膜的面上,优选的是通过胶版印刷(offset print)法、旋涂法、 辊涂法或喷墨印刷法来分别涂布所述聚合物组合物。涂布聚合物组合物时,为了使基板表 面或透明导电膜与涂膜的粘接性更良好,也可对基板表面中形成涂膜的面实施预先涂布官 能性硅烷化合物、官能性钛化合物等的前处理。
[0172] 此外,为了获得经图案化的透明导电膜,例如可以使用以下方法等:形成无图案的 透明导电膜后,通过光蚀刻(photo etching)来形成图案的方法;在形成透明导电膜时使 用具有所需图案的掩模的方法。
[0173] 涂布聚合物组合物后,为了防止所涂布的组合物的滴液等,优选的是实施预加热 (预烘烤)。预烘烤温度优选30°C~200°C,更优选40°C~150°C,特别优选40°C~100°C。 预烘烤时间优选〇. 25分钟~10分钟,更优选0. 5分钟~5分钟。然后,为了将溶剂完全除 去,另外为了将视需要而存在于聚合物中的酰胺酸结构加以热酰亚胺化,实施煅烧(后烘 烤)工序。此时的煅烧温度(后烘烤温度)优选80°C~300°C,更优选120°C~250°C。后 烘烤时间优选5分钟~200分钟,更优选10分钟~100分钟。
[0174] 在基板上涂布聚合物组合物后,将有机溶剂除去,由此形成液晶取向膜或成为液 晶取向膜的涂膜。此时,在聚合物组合物所含有的聚合物为聚酰胺酸、或聚酰胺酸酯、或具 有酰亚胺环结构及酰胺酸结构的酰亚胺化聚合物的情况下,也可在形成涂膜后进一步进行 加热,由此进行脱水闭环反应,制成进一步经酰亚胺化的涂膜。
[0175] [工序(1-1):取向能力赋予处理]
[0176] 在制造TN型或STN型的液晶显示元件的情况下,对所述工序(1)中形成的涂膜实 施赋予液晶取向能力的处理。由此,对涂膜赋予液晶分子的取向能力而成为液晶取向膜17、 液晶取向膜18。取向能力赋予处理可以举出:利用卷绕有包含例如尼龙、人造丝、棉等纤维 的布的辊将涂膜朝一定方向摩擦的摩擦处理,对涂膜照射偏光或非偏光的放射线的光取向 处理等。另一方面,在制造垂直取向型的液晶显示元件的情况下,可将所述工序(1)中形成 的涂膜直接用作液晶取向膜,也可对该涂膜实施取向能力赋予处理。
[0177] 光取向处理中,对涂膜照射的放射线例如可以使用包含150nm~800nm的波长的 光的紫外线及可见光线。在放射线为偏光的情况下,可为直线偏光也可为部分偏光。另外, 在所使用的放射线为直线偏光或部分偏光的情况下,照射可对基板面从垂直方向进行,也 可从倾斜方向进行,或将这些操作组合而进行。在照射非偏光的放射线的情况下,将照射的 方向设定为倾斜方向。
[0178] 所使用的光源例如可以使用:低压水银灯、高压水银灯、氘灯、金属卤化物灯、氩共 振灯、氙灯、准分子激光等。优选的波长区域的紫外线可以通过将光源与例如滤光片、衍射 光栅(diffraction grating)等并用的方法等而获得。放射线的照射量优选100J/m2~ 50, 000J/m2,更优选300J/m2~20, OOOJ/m 2。另外,为了提高反应性,也可一面将涂膜加温 一面进行对涂膜的光照射。加温时的温度通常为30°C~250°C,优选40°C~200°C,更优选 50 °C ~150 °C。
[0179] 此外,也可对摩擦处理后的液晶取向膜进一步进行以下处理而使液晶取向膜具有 依区域而不同的液晶取向能力:对液晶取向膜的一部分照射紫外线,由此使液晶取向膜的 一部分区域的预倾角变化的处理;或在液晶取向膜表面的一部分上形成抗蚀剂膜,朝与之 前的摩擦处理不同的方向进行摩擦处理后将抗蚀剂膜除去的处理。该情况下,可改善所得 的液晶显示元件的视场特性。
[0180] 适于垂直取向型的液晶显示元件的液晶取向膜也可合适地用于聚合物稳定取向 (Polymer sustained alignment,PSA)型的液晶显示元件。在制造PSA型的液晶显示元件 的情况下,可直接使用所述工序(1)中形成的涂膜来实施以下工序,但为了控制液晶分子 的倾倒、利用简易的方法来进行取向分割,也可进行弱的摩擦处理。
[0181] [工序⑵:密封材料的涂布]
[0182] 准备2片像所述那样形成有液晶取向膜17、液晶取向膜18的阵列基板11、对向基 板14,在至少一片阵列基板11、对向基板14的液晶取向膜17、液晶取向膜18的表面上,沿 着各阵列基板11、对向基板14的外周部涂布密封材料。密封材料的涂布例如可以通过网版 印刷法来进行。
[0183] [工序(3):液晶单元的构筑]
[0184] 然后,在对向配置的2片基板间配置液晶,由此制造液晶单元。制造液晶单元时, 例如可以举出以下2个方法。
[0185] 第1方法为一直以来已知的方法。该方法中,首先将一对阵列基板11、对向基板 14以各自的液晶取向膜17、液晶取向膜18对向的方式介隔间隙(单元间隙)而对向配置, 利用密封材料使2片基板贴合。然后,在由基板表面及密封材料所划分的单元间隙内注入 填充液晶后,将注入孔密封,由此制造液晶单元。
[0186] 第2方法为被称为液晶滴注(One Drop Fill,0DF)方式的方法。该方法中,在一 对阵列基板11、对向基板14中的涂布有密封材料的基板的液晶取向膜面上滴注液晶后,以 液晶取向膜对向的方式贴合另一基板。然后,将液晶在基板的整个面上铺开,继而对基板的 整个面照射紫外光而使密封材料硬化,由此制造液晶单元。利用任一方法的情况下,理想的 是对像上文所述那样制造的液晶单元进一步加热到所使用的液晶取得各向同相的温度为 止后,缓缓冷却到室温为止,由此除去液晶填充时的流动取向。
[0187] 此外,在制造PSA型的液晶显示元件的情况下,除了与液晶一起注入或滴注光聚 合性化合物的方面以外,与上文所述同样地构筑液晶单元。然后,在一对基板所具有的导电 膜间施加电
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